전기도금 하드금 공정은 내마모성, 전도성, 내식성이 우수하여 골드 핑거, 전자 커넥터 등 인쇄회로기판의 핵심 부품에 널리 사용됩니다. 이러한 부품은 제품 사용 중에 삽입 및 추출, 마찰 등과 같은 기계적 영향을 자주 받기 때문에 전기 도금된 경질 금층의 내마모성에 대한 요구 사항이 매우 높습니다. 제품 품질과 신뢰성을 보장하려면 전기도금된 경질금의 내마모성에 대한 과학적이고 합리적인 테스트 표준을 개발하는 것이 특히 중요합니다.
1, 전기도금된 경질금의 내마모성에 영향을 미치는 주요 요인
(1) 코팅 두께
코팅의 두께는 내마모성에 영향을 미치는 기본 요소입니다. 일반적으로, 두꺼운 경질 금 코팅은 더 많은 마찰을 견딜 수 있고 내마모성이 더 좋습니다. 예를 들어, 극도로 높은 내마모성을 요구하는 일부 항공우주 전자 장비에서는 전기도금된 경질 금층의 두께가 일반적으로 상대적으로 높은 수준으로 제어됩니다. 그러나 코팅의 두께는 무제한이 아닙니다. 지나치게 두꺼운 코팅은 생산 비용을 크게 증가시킬 뿐만 아니라, 코팅과 기재 사이의 접착력을 감소시켜 박리, 박리 등의 문제를 초래할 수도 있습니다. 따라서 내마모성에 대한 요구사항을 충족시키면서 코팅의 두께를 합리적으로 제어하는 것이 필요합니다.
(2) 코팅 경도
경질 금 코팅의 경도는 주로 합금 구성 및 전기 도금 공정 매개변수에 따라 달라집니다. 순금에 코발트, 니켈 등의 합금 원소를 첨가하면 더욱 단단한 합금 코팅을 형성할 수 있습니다. 예를 들어, 코발트를 함유한 경질 금 코팅은 150-200HV의 경도를 달성할 수 있으며 이는 경도가 50-90HV인 순금 코팅에 비해 내마모성이 크게 향상됩니다. 또한 전기도금 공정 중 전류 밀도, 도금 용액 온도, pH 값과 같은 매개변수도 코팅의 결정 구조와 경도에 영향을 미칠 수 있습니다. 적절한 공정 매개변수를 사용하면 코팅을 미세하고 단단하게 결정화하여 경도와 내마모성을 향상시킬 수 있습니다.
(3) 기판의 표면상태
기판 표면의 평탄도, 거칠기 및 청결도는 전기도금된 경질 금층의 내마모성에 중요한 영향을 미칩니다. 기판 표면에 눈에 띄는 스크래치, 패임, 기타 결함이 있거나 거칠기가 높을 경우 전기도금 시 경질금 코팅이 균일하게 코팅되기 어렵습니다. 이러한 약한 부분은 마찰 중에 먼저 손상되기 쉬워 코팅의 전반적인 내마모성이 감소합니다. 한편, 기재 표면에 잔류 오일 얼룩, 불순물 등이 있으면 코팅과 기재 사이의 접착력에 영향을 미쳐 코팅의 내마모성이 저하됩니다. 따라서 전기 도금 전에 연삭, 연마, 세척 등과 같은 기판의 엄격한 표면 전처리는 코팅의 품질과 내마모성을 보장하는 핵심 단계입니다.
(4) 사용환경
온도, 습도, 부식성 가스, 먼지 입자 등과 같은 실제 사용 환경의 많은 요소가 전기도금된 경질 금층의 내마모성에 영향을 미칠 수 있습니다. 고온 환경에서는 코팅의 경도가 감소하여 내마모성이 감소할 수 있습니다. 습도가 높은 환경에서는 코팅이 쉽게 부식되어 내마모성이 약화될 수 있습니다. 이산화황 및 황화수소와 같은 부식성 가스는 경질 금 코팅과 화학적으로 반응하여 코팅 구조를 손상시킬 수 있습니다. 먼지 입자는 마찰 중에 연마제로 작용하여 코팅의 마모를 악화시킬 수 있습니다. 따라서 전기도금된 경질금의 내마모성을 평가할 때에는 제품의 실제 사용 환경의 특성을 충분히 고려할 필요가 있습니다.
2, 일반적인 내마모성 테스트 방법 및 표준
(1) 마찰 및 마모 시험
원리 및 장비: 마찰 및 마모 테스트는 실제 사용 시 마찰 조건을 시뮬레이션하여 전기도금된 경금 샘플에 대해 수행되는 마모 테스트입니다. 일반적인 장비에는 Taber 마모 시험기가 포함됩니다. 이 장치는 샘플 표면에 특정 압력을 가하고 연삭 휠을 특정 속도로 회전시켜 샘플 표면과 마찰을 생성함으로써 실제 마찰 및 마모 과정을 시뮬레이션합니다. 실험 중에 연삭 휠의 재료, 속도, 로딩 압력 및 마찰 시간을 정밀하게 제어할 수 있습니다.
테스트 표준: 마찰 및 마모 테스트에 대한 특정 매개변수 및 평가 지표는 관련 산업 표준에 명확하게 정의되어 있습니다. 예를 들어, 특정 표준에서는 특정 압력(예: 1000g)을 가하고 특정 속도(예: 60r/min)에서 샘플에 대한 마찰 테스트를 받는 특정 모델의 연삭 휠을 사용해야 합니다. 평가 지표에는 일반적으로 지정된 마찰 주기 이후의 마모량 또는 특정 마모 정도에 도달했을 때의 마찰 주기 수가 포함됩니다. 전자 커넥터에 대한 일부 테스트 표준에서는 5000-10000번의 마찰 주기 후에 샘플 코팅의 마모가 지정된 값을 초과해서는 안 되며 기판 노출 현상이 없어야 한다고 요구합니다.
(2) 플러그 앤 플러그 수명 테스트
원리 및 장비: 플러그인 수명 테스트는 주로 전자 커넥터 및 기타 제품을 대상으로 하며, 실제 사용에서 플러그인 프로세스를 시뮬레이션하고, 플러그인 프로세스가 반복되는 동안 전기도금된 경질 금층의 내마모성을 테스트합니다.- 테스트 장비는 일반적으로 속도, 힘, 각도, 삽입 및 제거 횟수와 같은 매개변수를 정밀하게 제어할 수 있습니다. 예를 들어, 일부 고정밀 플러그 및 플러그 뽑기 수명 시험기는 초당 1~5회 이내로 플러그 및 플러그 뽑기 속도를 제어할 수 있으며, 플러그 및 플러그 뽑기 힘 오류는 매우 작은 범위 내에서 제어할 수 있습니다.
테스트 표준: 관련 표준에는 플러그인 수명 테스트를 위한 환경 조건, 테스트 방법 및 자격 기준에 대한 자세한 규정이 있습니다.- 예를 들어, MIL-STD-202 표준은 플러그인 수명 테스트를 위한 환경 온도, 습도 및 기타 조건을 지정하며 일반적으로 정상적인 온도 및 습도 환경에서 테스트를 수행하도록 요구합니다. 실험 방법으로는 삽입과 추출 각각에 대한 스트로크, 속도, 삽입 각도 등의 매개변수가 지정됩니다. 자격 기준은 일반적으로 제품의 특정 적용 시나리오를 기반으로 결정됩니다. 예를 들어, 잦은 연결 및 분리가 필요한 서버와 같은 장비 커넥터의 경우 수만 번의 연결 및 분리 후에도 접촉 저항 변화가 허용 범위 내에 유지되어야 하며 코팅에는 뚜렷한 마모 또는 벗겨짐 현상이 없어야 합니다. 가전제품 커넥터의 경우 필요한 삽입 및 제거 횟수는 상대적으로 낮을 수 있지만 특정 신뢰성 요구 사항도 충족해야 합니다.
(3) 스크래치 테스트
원리 및 장비: 스크래치 테스트는 전기도금된 경질 금 샘플의 표면에 점진적으로 증가하는 하중을 가하고, 다이아몬드 스크래치 바늘을 사용하여 샘플 표면을 긁고, 다양한 하중에서 코팅의 스크래치 상태를 관찰하고, 코팅의 내마모성과 접착력을 평가하는 방식으로 수행됩니다. 테스트 장비는 주로 로딩 시스템, 니들 마킹 장치, 관찰 및 측정 시스템으로 구성됩니다. 로딩 시스템은 스크래치 바늘에 가해지는 하중을 정확하게 제어할 수 있으며, 스크래치 바늘 장치는 스크래치 바늘이 안정적인 속도와 각도로 샘플 표면 위로 통과하도록 보장합니다. 관찰 및 측정 시스템은 스크래치의 형태, 너비, 깊이 및 기타 정보를 기록하는 데 사용됩니다.
테스트 표준: 스크래치 테스트 표준은 산업 및 응용 분야에 따라 다릅니다. 일반적으로 표준에서는 팁 반경과 각도에 대한 엄격한 요구 사항이 있는 일반적으로 사용되는 다이아몬드 마킹 바늘과 같은 마킹 바늘의 재질, 모양 및 크기를 지정합니다. 로딩 방법은 일반적으로 연속 로딩 또는 등급 로딩을 채택하고 코팅이 균열 및 벗겨짐과 같은 실패 현상을 경험할 때 임계 하중을 기록합니다. 예를 들어, 항공우주 전자 부품에 대한 일부 테스트 표준에서는 복잡한 응력 환경에서 코팅이 우수한 내마모성과 결합 성능을 갖도록 하기 위해 스크래치 테스트의 임계 하중이 특정 값 이상이어야 합니다.